Fantastic Voyage is een side-scrolling shooter gebaseerd op de gelijknamige film uit 1966. Wetenschapper Jan Benes staat op het punt te sterven door een bloedprop in zijn hersenen. Een onderzeeër, bestuurd door de speler, krimpt en moet door drie niveaus de hersenen bereiken. De vijanden, die bij aanraking de energiebalk laten zakken, zijn menselijke afweersystemen, zoals antilichaampjes.
Naast het neerschieten van vijanden zijn er ook verschillende passages waar de speler de onderzeeër door smalle gangen moet loodsen zonder de omgeving te raken. Onderweg moet de speler negen printplaten verzamelen die nodig zijn om het bloedbed te vernietigen; deze kunnen verborgen zijn in doodlopende stukken of alternatieve paden. Dit betekent dat de speler voorwaarts en achterwaarts kan bewegen om bij splitsingen andere routes te proberen. Het is belangrijk om zuurstof- en brandstofblikken te verzamelen om de onderzeeër draaiende te houden. Schildenergie kan worden bijgevuld door drie vijanden te doden zonder een schot te missen.
